結(jié)核分枝桿菌（M.tuberculosis）,，俗稱結(jié)核桿菌（tubercle bacillus）,，是引起結(jié)核病的病原體。1882年由德國細(xì)菌學(xué)家郭霍（Robert Koch,，1843-1910）發(fā)現(xiàn)并證明為人類結(jié)核病的病原菌,，該菌可侵犯全身各器官,，但以引起肺結(jié)核最多見。結(jié)核病是一種古老的疾病,，全球廣泛分布,，是細(xì)菌感染性疾病致死的首位原因。

結(jié)核桿菌是需氧菌,，生長緩慢,，但它對(duì)干燥、冷,、酸,、堿等抵抗力也很強(qiáng)，在陽光直射下,，痰中結(jié)核桿菌需要經(jīng)過2～7小時(shí)才會(huì)被殺死,。

簡介

結(jié)核分枝桿菌（M. tuberculosis）簡稱為結(jié)核桿菌（tubercle bacilli），是人類結(jié)核病的病原體,。是專性需氧的一類細(xì)菌,，抗酸染色陽性。無鞭毛,，有菌毛,，有微莢膜但不形成芽孢，其細(xì)菌壁既沒有革蘭陽性菌的磷壁酸,，也沒有革蘭陰性菌的脂多糖,。德國細(xì)菌學(xué)家郭霍（Robert Koch，1843-1910）于1882年發(fā)現(xiàn)并證明為人類結(jié)核病的病原菌,。該菌感染人體導(dǎo)致的結(jié)核病是嚴(yán)重影響人類生命健康的一種傳染病,，經(jīng)過與其幾個(gè)世紀(jì)的抗?fàn)幒笾饾u得到控制，但近年來由于多種因素的影響,，該疾病變得日趨嚴(yán)重,。

研究歷史

1882年，德國細(xì)菌學(xué)家郭霍（Robert Koch,，1843-1910）首先發(fā)現(xiàn)并證明結(jié)核分枝桿菌是結(jié)核病的病原菌,。本菌可侵犯全身各組織器官，但以肺部感染最多見,。結(jié)核病嚴(yán)重影響人類健康和生命,，人類與之斗爭了許多世紀(jì)。在17-18世紀(jì)的歐洲,，結(jié)核病被稱為"白色瘟疫",，幾乎100%的歐洲人被感染，25%的歐洲人死亡,。隨著抗結(jié)核藥物的不斷發(fā)展和衛(wèi)生生活狀況的改善,，結(jié)核的發(fā)病率和死亡率曾一度大幅下降,。20世紀(jì)90年代以來，由于艾滋病和結(jié)核分枝桿菌耐藥菌株的出現(xiàn),、免疫抑制劑的應(yīng)用,、吸毒、貧困及人口流動(dòng)等因素,，全球范圍內(nèi)結(jié)核病的疫情驟然惡化,。結(jié)核病成為首要的再現(xiàn)傳染病，成為了全球尤其是發(fā)展中國家最為嚴(yán)重的全球性衛(wèi)生問題,。全世界約有1/3的人感染結(jié)核分枝桿菌,，每年有900萬的新病例出現(xiàn)，有200萬人死于該疾病,。

生物學(xué)性狀

形態(tài)與染色

結(jié)核分枝桿菌為細(xì)長略帶彎曲的桿菌,，大小1～4X0.4μm。牛分枝桿菌則比較粗短,。分枝桿菌屬的細(xì)菌細(xì)胞壁脂質(zhì)含量較高，約占干重的60%,，大量分枝菌酸（mycolic acid）包圍在肽聚糖層的外面,，可影響染料的穿入。分枝桿菌一般用齊尼（Ziehl-Neelsen）抗酸染色法,，以5%石炭酸復(fù)紅加溫染色后可以染上,，但用3%鹽酸乙醇不易脫色。若再加用美藍(lán)復(fù)染,，則分枝桿菌呈紅色,，而其他細(xì)菌和背景中的物質(zhì)為藍(lán)色。本菌無芽孢,、無鞭毛,。

結(jié)核分枝桿菌在體內(nèi)外經(jīng)青霉素、環(huán)絲氨酸或溶菌酶誘導(dǎo)可影響細(xì)胞壁中肽聚糖的合成,，異煙肼影響分枝菌酸的合成,，巨噬細(xì)胞吞噬結(jié)核分枝桿菌后溶菌酶的作用可破壞肽聚糖，均可導(dǎo)致其變?yōu)長型細(xì)菌,，呈顆粒狀或絲狀,。異煙肼影響分枝菌酸的合成，可變?yōu)榭顾崛旧幮?。這種形態(tài)多形染色多變在肺內(nèi)外結(jié)核感染標(biāo)本中常能見到,。臨床結(jié)核性冷膿瘍和痰標(biāo)本中甚至還可見有非抗酸性革蘭陽性顆粒，過去稱為Much顆粒,。該顆粒在體內(nèi)或細(xì)胞培養(yǎng)中能返回為抗酸性桿菌,，故亦為L型細(xì)菌,。

培養(yǎng)特性

專性需氧。最適溫度為37℃,，低于30℃不生長,。結(jié)核分枝桿菌細(xì)胞壁的脂質(zhì)含量較高，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,，故生長緩慢,。結(jié)核菌在含氧40%~50%并有5%~10%CO2和溫度為36℃±5℃，合適PH值為6.8~7.2的條件下生長旺盛,。在一般培養(yǎng)基中每分裂1代需時(shí)18～24小時(shí),，營養(yǎng)豐富時(shí)只需5小時(shí)。

初次分離需要營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基,。常用的有羅氏（Lowenstein-Jensen）固體培養(yǎng)基,，內(nèi)含蛋黃、甘油,、馬鈴薯,、無機(jī)鹽和孔雀綠等?？兹妇G可抑制雜菌生長,，便于分離和長期培養(yǎng)。蛋黃含脂質(zhì)生長因子,，能刺激生長,。根據(jù)接種菌多少，一般2～4周可見菌落生長,。菌落呈顆粒,、結(jié)節(jié)或花菜狀，乳白色或米黃色,，不透明,。在液體培養(yǎng)基中可能由于接觸營養(yǎng)面大，細(xì)菌生長較為迅速,。一般1～2周即可生長,。臨床標(biāo)本檢查液體培養(yǎng)比固體培養(yǎng)的陽性率高數(shù)倍。

生化反應(yīng)

結(jié)核分枝桿菌不發(fā)酵糖類,。與牛分枝桿菌的區(qū)別在于結(jié)核分枝桿菌可合成煙酸和還原硝酸鹽,，而牛分枝桿菌不能。熱觸酶試驗(yàn)對(duì)區(qū)別結(jié)核分枝桿菌與非結(jié)核分枝桿菌有重要意義,。結(jié)核分枝桿菌大多數(shù)觸酶試驗(yàn)陽性,，而熱觸酶試驗(yàn)陰性； 非結(jié)核分枝桿菌則大多數(shù)兩種試驗(yàn)均陽性。熱觸酶試驗(yàn)檢查方法是將濃的細(xì)菌懸液置68℃水浴加溫20分鐘,，然后再加H2O2,。觀察是否產(chǎn)生氣泡，有氣泡者為陽性,。

抵抗力

結(jié)核分枝桿菌對(duì)乙醇敏感,，在70%乙醇中2分鐘死亡。此外,，菌體脂質(zhì)可防止菌體水分丟失,，故對(duì)干燥的抵抗力特別強(qiáng)。粘附在塵埃上保持傳染性8～10d,，在干燥痰內(nèi)可存活6～8個(gè)月,。結(jié)核分枝桿菌對(duì)濕熱敏感，在液體中加熱62～63℃ 15分鐘或煮沸即被殺死,。結(jié)核分枝桿菌對(duì)紫外線敏感,。直接日光照射數(shù)小時(shí)可被殺死，可用于結(jié)核患者衣服,、書籍等的消毒,。

結(jié)核分枝桿菌對(duì)酸（3%HCl或6%H2SO4）或堿（4%NaOH）有抵抗力，15分鐘不受影響,?？稍诜蛛x培養(yǎng)時(shí)用于處理有雜菌污染的標(biāo)本和消化標(biāo)本中的粘稠物質(zhì)。結(jié)核分枝桿菌對(duì)1：13000孔雀綠有抵抗力,，加在培養(yǎng)基中可抑制雜菌生長。

變異性

結(jié)核分枝桿菌可發(fā)生形態(tài),、菌落,、毒力、免疫原性和耐藥性等變異,?？ń槊纾˙CG）就是Calmette和Guerin（1908）將牛結(jié)核分枝桿菌在含甘油、膽汁,、馬鈴薯的培養(yǎng)基中經(jīng)13年230次傳代而獲得的減毒活疫苗株,，現(xiàn)廣泛用于預(yù)防接種。

致病性

結(jié)核分枝桿菌不產(chǎn)生內(nèi),、外毒素,。其致病性可能與細(xì)菌在組織細(xì)胞內(nèi)大量繁殖引起的炎癥，菌體成分和代謝物質(zhì)的毒性以及機(jī)體對(duì)菌體成分產(chǎn)生的免疫損傷有關(guān),。

致病物質(zhì)

1.莢膜　莢膜的主要成分為多糖,，部分脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。其對(duì)結(jié)核分枝桿菌的作用有：①莢膜能與吞噬細(xì)胞表面的補(bǔ)體受體3（CR3）結(jié)合，有助于結(jié)核分枝桿菌在宿主細(xì)胞上的粘附與入侵,；②莢膜中有多種酶可降解宿主組織中的大分子物質(zhì),，供入侵的結(jié)核分枝桿菌繁殖所需的營養(yǎng)；③莢膜能防止宿主的有害物質(zhì)進(jìn)入結(jié)核分枝桿菌,，甚至如小分子NaOH也不易進(jìn)入,。故結(jié)核標(biāo)本用4%NaOH消化時(shí)，一般細(xì)菌很快殺死,，但結(jié)核分枝桿菌可耐受數(shù)十分鐘,。結(jié)核分枝桿菌入侵后莢膜還可抑制吞噬體與溶酶體的融合。

2．脂質(zhì)　據(jù)實(shí)驗(yàn)研究細(xì)菌毒力可能與其所含復(fù)雜的脂質(zhì)成分有關(guān),，特別是糖脂更為重要,。①索狀因子：是分枝菌酸和海藻糖結(jié)合的一種糖脂。能使細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中呈蜿蜒索狀排列,。此因子與結(jié)核分枝桿菌毒力密切相關(guān),。它能破壞細(xì)胞線粒體膜，影響細(xì)胞呼吸,，抑制白細(xì)胞游走和引起慢性肉芽腫,。若將其從細(xì)菌中提出，則細(xì)菌喪失毒力,。②磷脂：能促使單核細(xì)胞增生,，并使炎癥灶中的巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)轭惿掀ぜ?xì)胞，從而形成結(jié)核結(jié)節(jié),。③硫酸腦苷脂（sulfatide）：可抑制吞噬細(xì)胞中吞噬體與溶酶體的結(jié)合,，使結(jié)核分枝桿菌能在吞噬細(xì)胞中長期存活。④蠟質(zhì)D：是一種肽糖脂和分枝菌酸的復(fù)合物,，可從有毒株或卡介苗中用甲醇提出,，具有佐劑作用，可激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生遲發(fā)型超敏反應(yīng),。

3.蛋白質(zhì)　結(jié)核分枝桿菌含有大量蛋白質(zhì),，作為毒力因子與細(xì)菌致病性有關(guān)。結(jié)核菌素是菌體蛋白的主要成分,，和蠟質(zhì)D結(jié)合后能使機(jī)體發(fā)生超敏反應(yīng),，引起組織壞死和全身中毒癥狀，并在形成結(jié)核結(jié)節(jié)中發(fā)揮一定作用,。

所致疾病

結(jié)核分枝桿菌可通過呼吸道,、消化道或皮膚損傷侵入易感機(jī)體，引起多種組織器官的結(jié)核病,，其中以通過呼吸道引起肺結(jié)核為最多,。結(jié)核分枝桿菌可通過飛沫微滴或含菌塵埃的吸入，故肺結(jié)核較為多見。

1.肺內(nèi)感染⑴原發(fā)感染：多發(fā)生于兒童,。多表現(xiàn)為低熱,，盜汗，少量咯血等癥狀,。肺泡中有大量巨噬細(xì)胞,，少數(shù)活的結(jié)核分枝桿菌進(jìn)入肺泡即被巨噬細(xì)胞吞噬。由于該菌有大量脂質(zhì),，可抵抗溶菌酶而繼續(xù)繁殖,，使巨噬細(xì)胞遭受破壞，釋放出的大量菌在肺泡內(nèi)引起炎癥,，稱為原發(fā)灶,。初次感染的機(jī)體因缺乏特異性免疫，結(jié)核分枝桿菌常經(jīng)淋巴管到達(dá)肺門淋巴結(jié),，引起肺門淋巴結(jié)腫大和導(dǎo)致淋巴管炎,，三者稱為原發(fā)綜合征。其中少數(shù)患者因免疫低下,，可經(jīng)血和淋巴系統(tǒng),，播散至骨、關(guān)節(jié),、腎,、腦膜及其他部位引起相應(yīng)的結(jié)核病。90%以上的原發(fā)感染形成纖維化或鈣化,，不治而愈,，但病灶內(nèi)常仍有一定量的結(jié)核分枝桿菌長期潛伏。

⑵繼發(fā)性感染：本類型是成人最常見的類型,。病灶亦以肺部為多見,。多為原發(fā)潛伏病灶來源細(xì)菌導(dǎo)致，少數(shù)是外來源性細(xì)菌感染,。主要表現(xiàn)為低熱，盜汗,，咯血等癥狀,。長呈慢性發(fā)病，少數(shù)急性發(fā)作,。由于免疫以及治療的差別導(dǎo)致出現(xiàn)多種不同類型的病灶,。繼發(fā)性結(jié)核病病灶趨于極限,，但是排菌較多,，在流行病學(xué)上更為重要。

2.肺外感染　部分患者結(jié)核分枝桿菌可進(jìn)入血液循環(huán)引起肺內(nèi)、外播散,，如腦、腎結(jié)核,，痰菌被嚥入消化道也可引起腸結(jié)核,、結(jié)核性腹膜炎等。

免疫性

免疫機(jī)制

結(jié)核分枝桿菌是兼性胞內(nèi)寄生菌,，其免疫主要是以T細(xì)胞為主的細(xì)胞免疫，CD4T細(xì)胞是主要的免疫細(xì)胞,。機(jī)體對(duì)結(jié)核分枝桿菌雖能產(chǎn)生抗體,，但此抗體無保護(hù)作用。CD4T細(xì)胞激活后釋放細(xì)胞因子刺激巨噬細(xì)胞,，巨噬細(xì)胞殺傷和清除結(jié)核分枝桿菌，從而使病灶炎癥消失,，機(jī)體康復(fù)。病灶的清除與病灶的大小有關(guān),，病灶過大,，形成纖維囊時(shí),，則巨噬細(xì)胞無法進(jìn)入殺滅細(xì)菌，細(xì)菌會(huì)在病灶中進(jìn)入靜息狀態(tài),，產(chǎn)生潛伏感染,。

結(jié)核的免疫屬于感染免疫（infection immunity），又稱有菌免疫,，即只有當(dāng)結(jié)核分枝桿菌或其組分存在體內(nèi)時(shí)才有免疫力,。一旦體內(nèi)的結(jié)核分枝桿菌或其組分全部消失,，免疫也隨之不存在,。

超敏反應(yīng)

隨著機(jī)體對(duì)結(jié)核分枝桿菌產(chǎn)生保護(hù)作用的同時(shí)，也可以有遲發(fā)型超敏反應(yīng)的產(chǎn)生,，二者均為T細(xì)胞介導(dǎo)的結(jié)果,。超敏反應(yīng)既與免疫機(jī)制有關(guān),，也與細(xì)菌的致病機(jī)制有關(guān),。

實(shí)驗(yàn)室診斷

結(jié)核菌素試驗(yàn)

結(jié)核菌素試驗(yàn)（PPDtest）是應(yīng)用結(jié)核菌素進(jìn)行皮膚試驗(yàn)來測定機(jī)體對(duì)結(jié)核分枝桿菌是否能引起超敏反應(yīng)的一種試驗(yàn),。

常規(guī)試驗(yàn)分別取2種PPD 5個(gè)單位注射兩前臂皮內(nèi)，48～72h后紅腫硬結(jié)超過5mm者為陽性,，≥15mm為強(qiáng)陽性,，對(duì)臨床診斷有意義。若PPD-C側(cè)紅腫大于BCG-PPD側(cè)為感染,。反之,，BCG-PPD側(cè)大于PPD-C側(cè)，可能系卡介苗接種所致,。

陰性反應(yīng)表明未感染過結(jié)核分枝桿菌,，但應(yīng)考慮以下情況：①感染初期,，因結(jié)核分枝桿菌感染后需4周以上才能出現(xiàn)超敏反應(yīng),；②老年人；③嚴(yán)重結(jié)核患者或正患有其他傳染病,，如麻疹導(dǎo)致的細(xì)胞免疫低下；④獲得性細(xì)胞免疫低下,，如艾滋病或腫瘤等用過免疫抑制劑者,。為排除假陰性，國內(nèi)有的單位加用無菌植物血凝素（PHA）針劑,，0.1ml含10μg作皮試,。若24h紅腫大于PHA皮丘者為細(xì)胞免疫正常,，若無反應(yīng)或反應(yīng)不超過PHA皮丘者為免疫低下。

結(jié)核菌γ干擾素釋放試驗(yàn)

細(xì)胞免疫介導(dǎo)的結(jié)核菌γ干擾素釋放試驗(yàn)（T-cell interferon gamma release assays,，TIGRA，又稱IFNGRA或GRA）是近年來采用酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）或酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)（ELISPOT）法定量檢出受檢者全血或外周血單個(gè)核細(xì)胞對(duì)結(jié)核分枝桿菌特異性抗原的IFN-γ檢測釋放反應(yīng),，用于結(jié)核菌潛伏感染的診斷,。IFN-γ為Th1細(xì)胞分泌的一種細(xì)胞因子，不但能夠反映機(jī)體結(jié)核的Th1細(xì)胞免疫情況,，還與體內(nèi)結(jié)核菌的抗原含量密切相關(guān),。被結(jié)核分枝桿菌抗原致敏的T細(xì)胞再遇到同類抗原時(shí)能產(chǎn)生高水平的IFN-γ，因此被用于結(jié)核潛伏感染的診斷,。特異性強(qiáng)于PPD,。

直接涂片鏡檢

標(biāo)本直接涂片或集菌后涂片，用抗酸染色,。若找到抗酸陽性菌即可初步診斷,。抗酸染色一般用Ziehl-Neelsen法,。為加強(qiáng)染色,，可用IK（intensified Kinyoun）法染色。將石炭酸復(fù)紅染色過夜,，用0.5%鹽酸乙醇脫色30s,，則包括大多結(jié)核分枝桿菌L型也可著色。為提高鏡檢敏感性,，也可用金胺染色,，在熒光顯微鏡下結(jié)核分枝桿菌呈顯金黃色熒光。

分離培養(yǎng)

將經(jīng)中和集菌材料接種于固體培養(yǎng)基,，器皿口加橡皮塞于37℃培養(yǎng),，每周觀察1次。結(jié)核分枝桿菌生長緩慢,，一般需2～4周長成肉眼可見的落菌,。液體培養(yǎng)可將集菌材料滴加于含血清的培養(yǎng)液，則可于1～2周在管底見有顆粒生長,。取沉淀物作涂片,，能快速獲得結(jié)果，并可進(jìn)一步作生化,、藥敏等測定和區(qū)分結(jié)核分枝桿菌與非結(jié)核分枝桿菌,。國內(nèi)學(xué)者已證明結(jié)核分枝桿菌L型可存在于血細(xì)胞內(nèi)或粘附于細(xì)胞表面。這種患者往往血沉加快，用低滲鹽水溶血后立即接種高滲結(jié)核分枝桿菌L型培養(yǎng)基能提高培養(yǎng)陽性率,。

動(dòng)物試驗(yàn)

將集菌后的材料注射于豚鼠腹股溝皮下,，3～4周后若局部淋巴結(jié)腫大，結(jié)核菌素試驗(yàn)陽轉(zhuǎn),，即可進(jìn)行解剖。觀察肺,、肝,、淋巴結(jié)等器官有無結(jié)核病變，并作形態(tài),、培養(yǎng)等檢查,。若6～8周仍不見發(fā)病，也應(yīng)進(jìn)行解剖檢查,。

快速診斷

一般涂片檢查菌數(shù)需5x103～4/ml,，培養(yǎng)需1x102/ml，標(biāo)本中菌數(shù)少于此數(shù)時(shí)不易獲得陽性結(jié)果,，且培養(yǎng)需時(shí)較長,。應(yīng)用多聚酶鏈反應(yīng)（PCR）擴(kuò)增技術(shù)應(yīng)用于結(jié)核分枝桿菌DNA鑒定，每ml中只需含幾個(gè)細(xì)菌即可獲得陽性,，且1-2d得出結(jié)果,。操作中需注意實(shí)驗(yàn)器材的污染問題，以免出現(xiàn)假陽性,。又細(xì)菌L型由于缺壁并有代償性細(xì)胞膜增厚,，而一般常用的溶菌酶不能使細(xì)胞膜破裂釋出DNA，以致造成PCR假陰性,。用組織磨碎器充分研磨使細(xì)胞破裂后,，則可出現(xiàn)陽性。有條件的單位使用BACTEC法,，以含14C棕櫚酸作碳源底物的7H12培養(yǎng)基,，測量在細(xì)菌代謝過程中所產(chǎn)生的14C量推算出標(biāo)本中是否有抗酸桿菌，5～7d就可出報(bào)告,。

防治原則

預(yù)防

近20年國際組織提出控制結(jié)核病主要方法有：發(fā)現(xiàn)和治療痰菌陽性者在傳染源上進(jìn)行防控,。卡介苗（BCG）接種,。目前較普遍的看法是接種后尚不足以預(yù)防感染,，但可以顯著降低新生兒發(fā)病及嚴(yán)重性。Dots戰(zhàn)略是who根據(jù)20年來的經(jīng)驗(yàn)將其上升為一種保證結(jié)核病控制對(duì)策獲得成功的戰(zhàn)略,。

治療

目前結(jié)核病治療主要以藥物化療為主,。利福平、異煙肼,、乙胺丁醇,、鏈霉素,，吡嗪酰胺等為一線抗結(jié)核藥物。藥物失敗或者危及生命的局限性病變等可以采取手術(shù)治療,。治療中重要的還有對(duì)癥治療,，例如發(fā)熱的治療，咯血的防治等,。